中国挑战相对论物理学会组成名单-挑战相对论-西陆网

[楼主] [91楼] 作者:拉方发表时间: 2007/12/07 11:54

回复:彼此彼此，欢迎加盟！

[92楼] 作者:朱亚宗发表时间: 2007/12/07 16:56

我也加入你们，这是我的反相文章
1、运动的相对性

在古人的观念中，天圆地方，大地是平坦的，天空是圆形的，在空间方位上，向上与向下有绝然的区别，“上”和“下”具有某种绝对性。随后随着引入球形大地和宇宙而实现了空间方向的相对性。
随着相对性现象的不断揭示，相对性思想也逐渐产生和发展起来。运动是相对的，为了描述一个物体的运动，就需要一定的参照物。而首先产生运动相对性原理思想萌芽的，却是中国古代科学家。我国汉代古籍《尚书纬考灵曜》用朴实无华的语言，早于伽利略一千多年提出了相对性原理的基本思想：“地恒动不止，而人不知，如坐闭窗船中，舟行而人不觉也。”
但相对性原理的明确提出，则是一千多年后伽利略的贡献。伽利略发现，不仅运动是相对的，运动的规律也是相对的。力学运动规律是相对于惯性系而言的，不管这个惯性系是地面还是匀速前进的船舱，力学规律的形式都一样。
然而，在牛顿力学中，仍然还保留有许多绝对的概念。牛顿说，绝对空间，就其本性来说，与任何外在的事物无关，始终保持着独立和不变。此外，在牛顿力学中，质量、能量、加速度等物理量都具有某种绝对的意义。
牛顿还有一种绝对运动观念，但牛顿所谓的绝对运动，并非今天哲学中所说的运动的绝对性，而是指物体相对于绝对空间参照系的运动。牛顿认为，把绝对运动和相对运动区别开来的有效原因，是背离运动轴的离心力。这种力是大还是小，那就要看物体相对绝对静止空间（绝对的）运动量的情况。牛顿并引用了著名的水桶旋转实验来说明，旋转水面的下凹程度（或离心力的大小）只与水相对绝对静止空间的运动量有关。
牛顿的这种，加速运动物体受到的惯性力的大小取决于物体相对绝对静止空间运动加速度的大小的观点，在今天看来是完全站不住脚的，因为加速运动物体受到的惯性力的大小取决于物体相对地球运动时的加速度。虽然牛顿的这种绝对运动观念，在牛顿的时代，就曾受到莱布尼兹与惠更斯的怀疑与反对，但他们并没有提出和牛顿观点不同的其他观点。因此目前通常认为，首先成功地对牛顿绝对运动观念提出批评的是马赫。在马赫看来，根本不存在相对于绝对空间的绝对运动，惯性力的存在，并不证明有相对绝对空间的加速运动存在。水桶旋转，水面变凹，这是由水桶相对于地球和其他天体旋转而产生的效应，而不是由水桶相对于绝对空间转动而产生的。旋转水桶中水面变凹只能证明水桶与宇宙间其他物质之间有相对转动，而决不能证明有绝对空间的存在。
然而，在今天看来，马赫的批评是苍白无力的，马赫用地球和其他天体取代牛顿的绝对空间，其实是不成功的，马赫认为加速运动的物体受到的惯性力的大小取决于该物体相对地球和其他天体运动时的加速度，但是地球和其他天体却不能被（同时）当作运动的参照物，因为地球和其他天体之间不但存在相对运动速度，而且存在相对运动加速度。因此马赫似乎是在告诉我们，当物体相对宇宙中各星球的质心加速运动时，才表现出惯性力来，而且我们还可以进一步证明，宇宙质心并不因天体的运动而改变，即宇宙质心是绝对静止的。我们看不出来该“绝对静止的宇宙质心”和牛顿的“绝对静止空间”到底有何区别。
牛顿通常被看作是坚持因果性的主要代表人物，然而牛顿自己的理论却经不起因果性推敲，既然牛顿认为，产生加速度的原因是作用力，而作用力是物质与物质之间的作用，运动也是物质和物质之间的相对运动，绝对静止空间有必要存在吗？

随着电磁理论的发展，这种相对性思想的发展却受到了阻碍，电磁理论承认一个以太绝对参照系，这就与经典力学的伽利略相对性原理很不协调。因为按照伽利略相对性原理，力学定律在所有惯性系中都相同，也就是说，在一个惯性系内部所作的任何力学实验都不能确定该惯性系是否相对于其他惯性系作运动。但与力学中相反，电磁理论却承认有一个特殊的以太参照系，电磁学规律在这个绝对参照系中显得特别简单。电磁学规律仅在某个特殊的参照系中成立，这种观点的理由非常充分，比如运动电荷与静止电荷之间有着截然不同的特征，通过量度这种差别，就可以判断电荷的运动状态——相对某特定参照物的运动。该特定参照物到底是什么呢？回过头来思考一下力学中的类似问题。在力学中，匀速运动的物体和静止的物体之间没有什么不同之处，但加速运动的物体与静止物体之间却有着截然不同的特征。比如加速运动的液体的液面不在水平，加速运动的气体的密度将不再均匀，加速运动的固体存在弹性形变等，而静止的物体并不存在这些特征，通过量度这种差别，就可以测量出物体的加速度——相对某特定参照物的加速度！该特定参照物又是什么呢？力学中的该特定参照物和电磁学中的特定参照物有可能是同一种东西吗？经典物理曾经认为它们就是同一种物质——牛顿所说的绝对静止空间。然而各种企图寻找该物质的实验却都以失败告终了。该物质有可能恰恰就是我们所生活的地球，至少在力学中，实验精度已足以明确地告诉我们，上述方法测量出来的物体的加速度是相对地球的，而且该测量结果与地球自身的加速度没有任何关系。

2、相对论对相对性原理的歪曲

在相对论之前，由迈克耳逊实验和特鲁顿实验引起的物理学危机，使得人们开始认真对待力学相对性原理于以太绝对参照系之间的不协调。可贵的是，彭加勒在爱因斯坦之前就已经考虑到解决问题的其他途径。彭加勒选择的路线是扩大力学相对性原理而否定以太绝对参照系，他说：“物理现象的规律，按照相对性原理，应该是这样的，不管一个观测者是固定的或者他是在作匀速直线运动，因此我们从没有也不能有任何方法分辨我们自己是否在作这样一种运动。”彭加勒甚至模糊地意识到，“应该构造一种完全新的动力学，那里的惯性随速度而增大，以致光速成为一个不可逾越的极限。”显然，彭加勒已经接近了狭义相对论的边缘。
彭加勒将伽利略相对性中的“力学规律”扩大为了“任何物理规律”，这样就轻而易举地“证明了”为什么特鲁顿实验和迈克耳逊实验与伽利略所掌握的任何“力学实验”一样，都无法用来验证地球的运动状态。然而这种推广却带来了另一种风险，伽利略相对性原理源于对广泛的经验事实的总结，比如，不仅仅在封闭的船舱中，无法通过任何力学现象来判断船相对其他物体是静止的呢还是运动的；而且在封闭的房子内，同样无法无法通过任何力学现象来判断地球相对其他星球是静止的呢还是运动的。而彭加勒对伽利略相对性原理的推广却并没有得到如此广泛的经验事实的支持，比如事实仅仅告诉我们，静止在地球上的特鲁顿实验装置和迈克耳逊实验装置，无法判断出地球是静止的呢还是运动的。而我们并没有在运动的船舱中作类似实验。因此经彭加勒推广后的“相对性原理”仅仅是一种假想。
事实上，伽利略的轮船和地球是完全不能等价的，在船舱中得到的经验事实推广到地球上时，就可能产生严重错误，至少在力学领域内这已是不争的事实，比如，当轮船加速运动时，就会出现一些不同的现象，船舱内的人们只需要一支弹簧秤就可以测量出轮船的加速度。而且当轮船的加速度的方向或大小改变时，都可以真实地反映到弹簧秤的读数上。这是绝对可靠的经验事实，但这种经验却不可以推广到地球上。比如地球相对太阳的向心加速度的方向时时刻刻都在变化着，而且该加速度的值相对我们的实验精度来说是很可观的，然而在轮船上大显身手的仪器在此处却无能为力。“轮船与地球不对等”这种经验是否可以推广到特鲁顿实验和迈克耳逊实验上呢？
按照经典物理的观点，力学实验可以测量出轮船的加速度，电磁学实验可以测量出轮船的速度，但电磁学的理论却并没有付诸实施，唯一的原因就是受实验精度的制约。

3、爱因斯坦与哥本哈根学派的争论

爱因斯坦高举反逻辑实证主义的大旗，与哥本哈根学派的错误哲学倾向进行了不调和的斗争。爱因斯坦在关于量子力学体系是否具有完备性的科学争论背后，敏锐地觉察到了哥本哈根学派的量子物理学家坚持着一种狭隘的可观察性原则。哥本哈根学派的这种哲学思想同贝克莱的原理“存在就是被感觉”如出一辙。
在爱因斯坦看来，一个命题是否正确，并不能单凭是否能直接观察来断定，而是看它是否与感觉经验有一定联系，并在理论体系中是否合理。
1926年春天，海森堡与爱因斯坦进行了一次谈话。
爱因斯坦说：“难道你是认真地相信只有可观察量才应当进入物理理论吗？”
海森堡回答：“你处理相对论不正是这样的吗？你毕竟还曾强调过这一事实，说绝对时间是不许可的，仅仅因为绝对时间是不能被观察的；……”
爱因斯坦承认，“可能，我是用过这种推理，但是这仍然是毫无意义的。一个人把实际观察到东西记在心中，会有启发性帮助的，我这样说，也许能够更加灵活地解释它。但是在原则上，试图单靠可观察量来建立理论，那是完全错误的。事实上，恰恰相反，是理论决定我们能够观察到的东西。”
在与哥本哈根学派的争论中，爱因斯坦坚持的哲学观无疑是正确的。但哥本哈根学派总是拿出相对论来作挡箭牌，大有只许你放火不许我点灯之势。然而爱因斯坦为相对论所做的辩护是没有说服力的。正如爱因斯坦所说 “是理论决定我们能够观察到的东西”，速度之所以能够成为可观察的量，是因为理论已经为我们定义了时间和长度。然而在狭义相对论中，在时间和长度未有定义之前却有了光速！
在爱因斯坦用著名的“爱因斯坦盒子”思想实验批判波尔的测不准原理的交锋中，波尔却利用爱因斯坦自己创立的广义相对论驳回了“爱因斯坦盒子”思想实验。
是经典物理的危机催生了相对论和量子力学，然而相对论和量子力学彼此都反对对方为解决危机所采用的途径。相对论试图解决经典物理面临的根本性困难，而量子力学试图解决经典物理面临的技术性问题或精度问题。当哥本哈根学派的绝大多数成员沾沾自喜于量子力学的理论与实验事实高度符合的成功时，爱因斯坦却提出了对量子力学理论不仅要进行经验性实证评判，而且要进行思辨性的逻辑评判，也即运用思辨方法检验量子力学理论的逻辑自洽性和理论完备性。
量子力学之所以会在微观领域大显身手，是因为它回避了一个问题，即地球自身的运动会不会对其所研究的微观粒子的运动规律产生影响。而量子力学中微观粒子的运动规律与实验事实高度符合，恰恰说明地球自身的运动不会对微观粒子的运动规律产生影响。然而量子力学却并不愿意回答这个问题，即为什么地球的运动不会对微观粒子的运动规律产生影响？量子力学似乎认为该类问题应该让相对论去解释，然而在其处理具体问题时却又将相对论甩在一边。

[楼主] [93楼] 作者:拉方发表时间: 2007/12/08 00:53

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